1、论电机软起动器在动力设备上的应用摘要：我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯” 。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心” ，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程,通过对电动机软启动器节电原理的阐述，及电动机起动技术的分析，提出了应用电动机软起动器的优势和电动机软起动器在动力设备上的实际应用。 关键词：电动机软起动器、效率、功率因数、有功和无功损耗 Abstract: China is a b
2、ig manufacturing country, in the world of industry transfer to accept the front instead of back-end of the transfer, to master the core technology of advanced manufacturing, or in a new round of international industrial structure adjustment, our country manufacturing industry will be further “empty
3、core “. We have to resource, environment, market price, the exchange may only be the international “ machining center “ new world economic pattern and “ assembly center “, but not master the core technology of the manufacturing center position, this will seriously affect the development process of C
4、hinas modern manufacturing industry, the energy-saving principle of motor soft starter the paper, starting analysis technology and motor, and proposes the practical application of motor soft starter advantage and application of motor soft starter in the power equipment. Keywords: motor soft starter,
5、 efficiency, power factor, active power and reactive power loss 0 引言 我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯” 。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心” ，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。 从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的
6、方法，选择能够主导 21 世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。 在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。 电机电脑节电无触点软起动器是近年来在国内出现的新技术，具有节电效率高，软起动特性好等特点。对于我公司这样的大型企业，在动力设备中的应用，节能降耗的意义将十分重大。我公司具有
7、中、小型异步电动机 800 余台，装机容量 9000KW。电能消耗是一笔大的数目。例如：一厂区锅炉房使用软起动器后，4 台 85KW加压水泵，一个采暖期运行 4300 小时，就可节电 86200Kwh；一台 37KW的粉碎机，一个采暖期可节电 2800Kwh。节约电能的同时维修费用也降低。1 电动机软起动器的节电原理 在生产实际当中，一些电气设备经常处于空载或轻载状态下运行，轻载或空载的电动机在额定电压的工作条件下，效率和功率因数均很低，造成电能大量浪费。 衡量电动机节电性能的重要指标为电机空载或轻载时最低运行电压的大小，即功率因数 Cos 的大小。为了说明电动机在不同负载的情况下运行，电压
8、U 与功率因数 Cos 的关系，以 Y132S-4 型，5.5KW 三相异步电动机为例。 Cos 的大小反应了负载的变化。软起动器正是利用微机技术，用单片机作 CPU，用可控硅作为执行元件，实时检测电流和电压滞后角，即功率因数 角，输入给单片机，单片机根据最佳控制算法，输出触发脉冲，调整可控硅的导通角，即可调整可控硅的输出电压，使空载或轻载运行时降低电机的端电压，可使电机的铁损大大减小，同时也可减小电机定子铜损，从而减小电机空载或轻载时的输入功率，也就减小了电机有功和无功损耗，提高了功率因数，实现了节电控制。 2 电动机软起动技术 电动机传统的起动方式有全压起动和将压起动，软起动是一种完全区别
9、于全压和降压起动的新的起动方式，是电子过程控制技术。所谓软起动，是以斜坡控制方式起动，使电动机转速平滑，逐步提高到额定转速。按照电动机起动电流大小进行分类，全压和降压起动属于大电流起动方式，软起动属于小电流起动方式。 全压起动，起动电流是额定电流的 4-7 倍，起动冲击电流是起动电流的 1.5-1.7 倍；起动电流大，起动转矩不相应增大，s=tn(0.9-1.3)n。 降压起动，可部分减小起动电流，起动转矩下降到额定电压的2 倍。降压起动是轻载起动，有起动冲击电流、起动电流及二次冲击电流；二次冲击电流同样对配电系统有麻烦。 全压和降压起动的大电流，致使电动机谐波磁势增大，增大后的谐波磁势又加剧
10、了附加转矩，附加转矩是电机起动时产生震动和噪音的原因。 全压和降压起动，都要受单位时间内起动次数的限制。电动机本身的发热主要建立在短时间大电流时。如通过 6 倍额定电流，温升为8-15/S；起动装置的自耦变压器或交流接触器起动引起堆积热；如交流接触器一般要求起动次数每分钟不超过 10 次。而软起动器可频繁操作，具有电动机起动电流小，温升低；软起动器采用的无触点电子元件，除大功率可控硅外，工作时温升很低。此外，软起动器还具有多种保护功能，配合硬件电路，软件设计有过载、断相、欠压、过压等保护程序，动作可靠程度高。归纳起来，软起动器很好的解决了全压和降压起动电流过大及其派生的许多问题。 3 软起动器
11、在动力设备上的应用 软起动器箱内面板上设有两个速率微动开关，分别对应四种起动速率：重载、次重载、次轻载、轻载，起动时间分别是90S、70S、65S、60S。使用时根据起动负载选相应的起动速率。例如我公司供水泵电动机的起动：供水泵电动机起动的阻转矩，主要由水的静压、惯性、管道阻力、水泵的机械惯性和静动摩擦等构成。水的阻力，水泵的机械惯性、阻力均与水泵的转速，加速度及叶轮的直经有关，速度低时阻力小。水的静压阻力与扬程有关，水泵起动时，由于水管中止回阀的作用，静压与摩擦不同时起作用，有利于起动。供水泵起动阻转矩为额定转矩的 30，属于轻载起动。在实际应用中供水泵电机轻载运行者居多，节电潜力大。 引风
12、机用电动机的起动：其起动转矩与离心式水泵类似，阻转矩都与转速成正比，但是，风机与水泵的结构不同，风机的转动惯量比水泵大的多，空气的流动性比水小，如果风机不关风阀起动，将因空气升能，管道阻力，摩擦阻力等因素，致使风机起动比水泵难，起动加速的时间较长，风机起动属重载起动。 风机输送的流体烟气的温度也是影响风机负荷量大小的重要因素。温度不同，烟气的容量及密度变化大，温度低时，烟气似凝滞状态，风机负荷量增大。锅炉开炉之初，炉膛内温度低，一般需要 30 分钟炉温才能升上来，这段时间里，引风机处于超负荷运行阶段。如：一台引风机配用电机 22KW，输送的烟气温度 200，容量 7.3N/m3。如输送烟气温度
13、 20时，负载功率： NKYQH/1/t27.78KW 式中： K电机容量储备系数，对引风机取 1.3 。 Y流体容量(N/m3) Q风机流量(m3/h) H全压(Kgf/m2) 、t风机效率 由上式可知，其负载功率增大。 风机负载变化大，从风机特性曲线上可看出。一般风机功率计算的工作温度参数 200，只是取近似中间值。输送的烟气温度越高，阻转矩越小；反之，输送的烟气温度越低，阻转矩越大。风机在起动之初，要求关闭风阀，实际应用中则是将风阀固定住。所以在选用软起动器时，要根据风机起动时电动机工作电流的大小，来选择相匹配的软起动器。风机的节电潜力在高炉温区段。 4 三相异步电动机在直接起动和停止过
14、程中存在以下问题： 4.1 全压启动时的冲击转矩对系统的冲击； 4.2 大起动电流对电网的冲击； 4.3 停机过程中突然失去转矩对拖动系统造成损害，例如水泵的水锤现象等； 4.4 传统的星三角起动、降压起动存在二次电流冲击； 5 性能介绍： 5.1 低电动机起动电流，减少配电容量，避免增加容量投资。 5.2 减少起动应力，延长电动机及相关设备的使用寿命。 5.3 起动参数可以根据负载要求调整，以达到最佳起动效果。 5.4 多种起动模式及保护功能，易于改善工艺、保护设备。 5.5 操作键盘或外控端子、计算机操作可选，控制方便。 5.6 全数字开放式用户操作键盘，操作、设置灵活方便。 5.7 高度
15、集成的 16 位微处理器控制系统，性能可靠。 5.8 大电流高耐压 SCR 模块，过载能力强。 5.9 可以用于频繁起、停场合。电机软起动器(软启动器)是我公司针对市场的需求开发的产品，采用智能化数字式控制，以单片机为智能中心，可控硅为执行元件对电动机进行全自动控制。使电机在任何工况下均能平滑起动；保护拖动系统，减少起动电流对电网的冲击，保证电动机可靠的起动。平滑减速停车，消除拖动系统的反馈性冲击，提高系统的可靠性。该软起动器，兼容了所有起动设备的各种功能，是传统星三角起动，自耦减压起动等最理想的更新换代产品.中源软启动器采用世界知名品牌的电子元件和高性能可控硅模块；平均无故障运行 810 年。 软起动器结构简单，接线安装方便，节电显著，是电动机起动与运行技术的发展趋势。 参考文献 GB14048.61998：交流电动机半导体控制器和起动器。 （中国国家强制性产品 3C 认证） GB88981997：（通过 CCEE 中国电工认证委员会长城安全认证）ISO9001：国际质量体系认证。 GB379789 ：电控设备第二部分装有电子器件的电控设备。 IEC610004 ：电磁兼容、试验和测量技术。 IEC65：电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及相关设备的安全。
